Порядок выполнения работы

1. Установить предел измерений милливольтметра 200 мВ.

2. Подключить лабораторный модуль к розетке приборного модуля с помощью сетевого шнура. Включить электропитание приборного модуля, лабораторного модуля и милливольтметра.

3. Проследить в течение 7–8 минут, чтобы олово, находящееся в ампуле, расплавилось. Процесс плавления олова происходит при постоянной температуре плавления . При этом показания милливольтметра практически не изменяются. Окончание процесса плавления можно определить как момент времени, после которого показания милливольтметра вновь начинают возрастать.

4. Через 1–2 минуты после окончания процесса плавления отключить электрическую печь, отвернуть винт 4 ползунка 3 (рис. 2), поднять ампулу с оловом 5 из печи 6. Зафиксировать положение ампулы тем же винтом.

5. Следить за уменьшением показаний милливольтметра, измеряющего термоЭДС. При достижении величины 17 мВ включить секундомер (засечь время по часам) и через каждые 15 секунд записывать показания милливольтметра в табл. 1. Измерения продолжать до тех пор, пока не будет получено 40 экспериментальных точек. При этом будут пройдены три области процесса охлаждения: охлаждение жидкого олова (показания милливольтметра уменьшаются), кристаллизация олова (показания милливольтметра не меняются), охлаждение твёрдого олова (показания милливольтметра вновь уменьшаются).

6. Закончив эксперимент, выключить милливольтметр и приборный модуль.

Таблица 1

,	, мВ	, мВ	, ºС	, К
0
15
30
…

Обработка результатов измерений

1. Определить по лабораторному термометру температуру окружающей среды − воздуха Т_с. По табл. 2 найти соответствующее этой температуре значение термоЭДС ε₀ хромель-копелевой термопары.

2. Прибавить к каждому показанию милливольтметра значение ε₀. Полученные результаты занести в табл. 1. Для каждого полученного значения по табл. 2 найти температуру олова (в ºС). Записать найденные температуры в табл. 1.

3. Представить найденные температуры в кельвинах (К). Результаты занести в табл. 1.

4. По данным табл. 1 построить график зависимости температуры олова от времени (График строить на листе миллиметровой бумаги формата А4.)

5. Определить по графику время кристаллизации олова (см. рис. 1).

6. Определить по графику температуру кристаллизации олова Т_к (см. рис. 1).

7. В области охлаждения твёрдого олова выбрать произвольную точку на графике и провести в ней касательную к кривой охлаж­дения.

8. В выбранной точке определить температуру и производную как тангенс угла наклона касательной к оси τ.

9. Рассчитать удельную теплоту плавления олова подставляя в формулу (4) найденные значения а также данные установки:

масса олова ,

масса ампулы ,

удельная теплоемкость олова ,

удельная теплоёмкость материала ампулы .

10. Рассчитать изменение энтропии в процессе кристаллизации олова по формуле (5).

11. Рассчитать погрешности определения величин и по фор­мулам:

,

^.

Величину погрешностей определения температур и T_к, а также времени кристаллизации оценить, пользуясь графиком .

Таблица 2

ТермоЭДС термопары хромель-копель

t, ºС	Термоэлектродвижущая сила, мВ
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230	0,00 0,64 1,30 1,97 2,65 3,35 4,05 4,76 5,46 6,17 6,89 7,62 8,36 9,11 9,86 10,62 11,39 12,17 12,96 13,76 14,57 15,38 16,20 17,03	0,06 0,71 1,37 2,04 2,72 3,42 4,12 4,83 5,54 6,25 6,97 7,70 8,44 9,19 9,94 10,70 11,47 12,25 13,04 13,84 14,65 15,46 16,28 17,11	0,12 0,77 1,43 2,11 2,79 3,49 4,19 4,90 5,61 6,32 7,04 7,77 8,51 9,26 10,01 10,77 11,54 12,32 13,12 13,92 14,73 15,51 16,36 17,19	0,19 0,84 1,50 2,18 2,86 3,56 4,26 4,97 5,68 6,39 7,11 7,84 8,59 9,34 10,09 10,85 11,62 12,40 13,20 14,00 14,81 15,62 16,44 17,27	0,25 0,90 1,57 2,24 2,93 3,63 4,33 5,04 5,75 6,46 7,18 7,92 8,66 9,41 10,16 10,93 11,70 12,48 13,28 14,08 14,89 15,70 16,53 17,36	0,32 0,97 1,63 2,31 3,00 3,70 4,40 5,11 5,82 6,53 7,25 7,99 8,74 9,49 10,24 11,00 11,78 12,56 13,36 14,16 14,97 15,79 16,61 17,44	0,38 1,03 1,70 2,38 3,07 3,77 4,47 5,18 5,89 6,61 7,33 8,07 8,81 9,56 10,32 11,08 11,86 12,64 13,44 14,24 15,05 15,87 16,69 17,52	0,45 1,10 1,77 2,45 3,14 3,84 4,54 5,25 5,96 6,68 7,40 8,14 8,89 9,64 10,39 11,16 11,93 12,72 13,52 14,32 15,13 15,95 16,78 17,61	0,51 1,17 1,84 2,52 3,21 3,91 4,61 5,32 6,03 6,75 7,48 8,21 8,98 9,71 10,47 11,23 12,01 12,80 13,60 14,40 15,21 16,03 16,86 17,69	0,58 1,23 1,90 2,58 3,28 3,98 4,68 5,39 6,10 6,82 7,55 8,29 9,04 9,79 10,54 11,31 12,09 12,88 13,68 14,48 15,29 16,11 16,94 17,77